FR2675583A1 - Procede et dispositif de mesure de condensateur. - Google Patents
Procede et dispositif de mesure de condensateur. Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et dispositif de mesure de condensateur. Le dispositif comprend des moyens (S0) de précharge d'un premier condensateur (C), des moyens (OP 110, S1) de recopie de potentiel, des moyens (S2) de transfert de charge entre un condensateur de référence (C0) et le condensateur à mesurer (C), des moyens (120) de changement de potentiel sur la seconde électrode (112) du condensateur de référence (C0), des moyens comparateurs de tension (OP 130) et des moyens séquenceurs (140).
Description
I La présente invention concerne le domaine de la mesure de
capacité de condensateurs.
La présente invention a pour but de proposer un nouveau procédé et un nouveau dispositif de mesure de condensateur, qui soit simple et fiable. Ce but est atteint selon la présente invention, grâce à un procédé de mesure mettant en oeuvre deux condensateurs: un condensateur à mesurer, et un condensateur de référence de capacité connue, comprenant les étapes qui consistent à: a) précharger à une valeur connue l'un premier des condensateurs ayant une première électrode reliée à la masse, b) placer une première électrode du second condensateur, au même potentiel que la seconde électrode du premier condensateur, c) relier la première électrode du second condensateur à la seconde électrode du premier condensateur, et commuter le potentiel sur la seconde électrode du second condensateur, entre une première valeur connue et une seconde valeur connue, d) comparer le potentiel sur la seconde électrode du premier condensateur avec une valeur de référence, réitérer les étapes b) et c) précitées tant que le potentiel sur la seconde électrode du premier condensateur, n'a pas
franchi la valeur de référence, et compter le nombre de réitérations.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention l'étape a) consiste à charger le premier condensateur sous une
tension égale à ladite première valeur connue.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente
invention, la valeur de référence est égale à ladite seconde valeur connue.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le procédé comprend en outre les étapes consistant à: e) faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode du second condensateur, par pas, de la seconde valeur connue vers la première valeur connue, jusqu'à détection d'un nouveau franchissement de la valeur de
référence, par le potentiel sur la seconde électrode du premier condensa-
teur, et compter le nombre de pas mis en oeuvre, Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les étapes a), b), c), d) et e) précitées sont ensuite reproduites en
permutant ladite première valeur connue et ladite seconde valeur connue.
Comme cela sera précisé sur la suite, cette dernière caractéristique permet d'éliminer la tension d'offset du comparateur. Le dispositif de mesure conforme à la présente invention, destiné à la mise en oeuvre du procédé précité, comprend: des moyens de précharge aptes à précharger à une valeur connue, un premier condensateur ayant une première électrode reliée à la masse, des moyens de recopie de potentiel aptes à placer une première électrode d'un second condensateur, au même potentiel que la seconde électrode du premier condensateur, des moyens de transfert aptes à relier la première électrode du second condensateur à la seconde électrode du premier condensateur, des moyens de changement de potentiel, aptes à commuter le potentiel sur la seconde électrode du second condensateur, entre une première valeur connue et une seconde valeur connue, des moyens comparateurs, aptes à comparer le potentiel sur la seconde électrode du premier condensateur avec une valeur de référence, des moyens séquenceurs sensibles à la sortie des moyens comparateurs, et conçus pour piloter les moyens de recopie de potentiel, les moyens de transfert, et les moyens de changement de potentiel, et à compter le
nombre de mises en oeuvre de ceux-ci.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les moyens de changement de potentiel sont conçus pour sélectivement faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode du second condensateur, par pas, de la seconde valeur connue vers la première valeur connue. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente
invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre
et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement la structure d'un dispositif de mesure conforme à la présente invention, les figures 2, 3 et 4 représentent sous forme d'organigramme le procédé de mesure conforme à la présente invention, et les figures 5, 6 et 7 représentent les chronogrammes du fonctionnement
du dispositif conforme à la présente invention.
On va tout d'abord décrire la structure du dispositif de mesure
représenté sur la figure 1 annexée.
Sur cette figure, le condensateur à mesurer est référencé C. Ce dispositif de mesure 100 comprend un condensateur de référence CO, trois interrupteurs 50, SI, 52, un amplificateur suiveur OPI 10, un convertisseur numérique/analogique 120, un comparateur OP 130
et un séquenceur 140.
Le condensateur à mesurer C a une première électrode 101
reliée à la masse, et a une seconde électrode 103 reliée à une borne 102.
L'interrupteur SO est connecté entre la borne 102 précitée et une borne d'alimentation positive 104 de potentiel VI Ainsi lors de la fermeture de l'interrupteur 50, le condensateur C est chargé à la tension VI. La borne 102 est également reliée à l'entrée non inverseuse
de l'amplificateur opérationnel OPI 10 L'entrée inverseuse de l'amplifica-
teur opérationnel OPI 10 est rebouclée sur sa sortie.
Le condensateur de référence CO a une première électrode 111 reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel OPIIO, par l'intermédiaire de l'interrupteur SI, et a une seconde électrode reliée 112
à la sortie 122 du convertisseur 120.
Par ailleurs, la première électrode 111 du condensateur de référence CO est reliée à la borne 102, c'est-à-dire à la seconde électrode
103 du condensateur C à mesurer, par l'intermédiaire de l'interrupteur 52.
La borne 102 est de plus reliée à l'entrée non inverseuse du comparateur OP 130 L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel
OP 130 est reliée à une borne d'alimentation positive 106 de potentiel V 2.
Ainsi le comparateur OP 130 compare le potentiel sur la borne 102, soit la
tension aux bornes du condensateur C, avec le potentiel V 2.
Le potentiel V 2 de référence appliqué au comparateur OP 130
est avantageusement supérieur au potentiel VI présent sur la borne 104.
La sortie du comparateur OP 130 est reliée au séquenceur 140.
Ce dernier pilote le convertisseur numérique/analogique 120 par l'intermédiaire du bus 142 Il pilote également la fermeture et l'ouverture des interrupteurs SQ, SI, et 52 comme cela sera précisé par la suite. Ainsi le séquenceur 140 contrôle la tension en sortie du convertisseur 120, c'est-à-dire la tension appliquée à la seconde électrode
112 du condensateur de référence CO.
La sortie 122 du convertisseur 120 peut être commutée par le séquenceur 140 entre deux valeurs El et E 2 La tension E 2 est supérieure à
la tension El.
De préférence, les tensions El et E 2 obtenues en sortie du convertisseur 120 sont respectivement égales aux tensions de référence VI
et V 2 appliquées aux bornes 104, 106.
De plus, la sortie 122 du convertisseur 120, dans un mode de fonctionnement contrôlé par le séquenceur 140 peut évoluer par pas entre les tensions El et E 2 Le nombre de bits du bus 142 étant M, la valeur des
pas précités est égale à (E 2 El)/( 2 M 1).
On va maintenant décrire le procédé de mesure conforme à la
présente invention en regard des figures 2 à 7.
Dans un premier temps d'initialisation l'interrupteur SQ est fermé Ce temps d'initialisation correspond à l'étape 200 sur la figure 2 et à la période TO sur la figure 5 Ainsi, le condensateur à mesurer C est chargé à la tension VI A la fin du temps d'initialisation TO, c'est-à- dire à l'instant TI l'interrupteur SQ est ouvert L'ouverture de l'interrupteur SO
correspond à l'étape 202 sur la figure 2.
Le système de mesure 100 opère alors une suite de cycles de mesure correspondant à la boucle d'itérations référencée 210 sur la figure 2 Chaque cycle de mesure 210 comprend successivement une phase de fermeture 211 puis d'ouverture 212 de l'interrupteur SI, puis une phase de fermeture 213 et d'ouverture 216 de l'interrupteur 52 Sur la figure 5, l'instant de fermeture de l'interrupteur SI est référencé T 2, l'instant d'ouverture de l'interrupteur SI est référencé T 3, l'instant de fermeture de l'interrupteur 52 est référencé T 4, l'instant d'ouverture de l'interrupteur 52
est référencé T 6.
De plus, pendant que l'interrupteur 52 est fermé, le séquenceur 140 fait passer la sortie 122 du convertisseur 120 d'une
première tension El à une seconde tension supérieure E 2.
Cette étape est référencée 214 sur la figure 2 Sur la figure 5, l'instant de passage de la tension El à la tension E 2 en sortie du
convertisseur est référencé T 5.
Comme indiqué précédemment de préférence, la première tension El est égale à la tension VI de la borne 104, tandis que la seconde
tension E 2 est égale à la tension V 2 de la borne 106.
La première tension El est appliquée à la seconde électrode 112 du condensateur de référence CO lors de la fermeture de l'interrupteur
S 1 entre les instants T 2 et T 3.
Lors de la fermeture de l'interrupteur SI, grâce à l'amplifica-
teur suiveur OPI 10, la première électrode 111 du condensateur de référence CO est placée au même potentiel que la seconde électrode 103 du
condensateur C à mesurer.
Le séquenceur 140 peut faire passer la sortie 122 du convertisseur 120, de la première tension El à la seconde tension E 2 soit après fermeture de l'interrupteur 52 comme représenté sur les figures annexées, soit avant Toutefois, il est nécessaire que le séquenceur 140 ne fasse redescendre la sortie 122 du convertisseur 120 de la tension E 2 à la
tension El qu'après ouverture de l'interrupteur 52.
Sur la figure 2, l'étape de descente de la sortie 122 du convertisseur, de la tension E 2 à la tension El est référencée 217 L'instant
de descente est référencé T 7 sur la figure 5.
Ainsi, à chaque cycle de mesure 210 la tension aux bornes du condensateur à mesurer C est incrémentée de la valeur suivante
( 1) (E 2 El) CO / (C + CO).
De ce fait, après N cycles de mesure 210 la tension aux bornes du condensateur à mesurer C est incrémentée de
( 2) N (E 2 El) CO / (C + CO).
La tension initiale aux bornes du condensateur étant V 1, la tension aux bornes du condensateur à mesurer C, après les N cycles de mesure 210 est égale à: ( 3) VI + lN (E 2 El) C O l / (C + CO), soit ( 4) El + lN (E 2 El) C O l / (C + C 0)
si El = VI.
Les cycles de mesure 210 précitées sont arrêtés par le séquenceur 140 lorsque le comparateur OP 130 bascule, c'est-à-dire lorsque la tension aux bornes du condensateur à mesurer C dépasse la tension de
référence V 2 Cet instant est référencé T 8 sur la figure 5.
Par ailleurs, sur la figure 5, on a référencé T'2 à T'7, les instants du second cycle de mesure 210 respectivement homologues des instants T 2 à T 7 précités, et on a référencé T 2 N, T 3 N, T 4 N, et T 7 N les instants du Nième cycle de mesure 210 respectivement homologues des
instants T 2, T 3, T 4 et T 7 précités.
L'étape de comparaison entre la tension aux bornes du condensateur C et la tension de référence V 2 est référencée 215 sur la
figure 2.
On déduit des relations précitées que ( 5) VI + lN (E 2 El) C O l / (C + CO) 2 J V 2, soit
( 6) C c C O (N 1).
Les étapes précitées du procédé sont représentées sur la figure 2, et le chronogramme correspondant sur la figure 5 Sur la figure 2, l'encadré 220 reprend les relations ( 5) et ( 6) ci-dessus tandis que l'étape
218 correspond à la fermeture de la boucle de réitération.
Toutefois, la relation ( 6) précitée est entachée d'une erreur du fait que lorsque le comparateur OP 130 bascule la tension aux bornes du condensateur C dépasse la tension de référence V 2 d'une valeur D, qui est
au plus égale au pas des incréments de tension définis par la relation ( 1).
On a alors: ( 7) VI + lN (E 2 El) COl / (C + CO) = V 2 + D, soit si V 1 = El et V 2 = E 2: ( 8) El + lN (E 2 El) C O l / (C + C 0) = E 2 + D. Pour éliminer l'erreur due au dépassement D, le séquenceur tout en maintenant alors l'interrupteur 52 fermé, commande progressivement la descente de la sortie 122 du convertisseur 120 du potentiel E 2 vers le potentiel El, par pas de ( 9) (E 2 El) CO / (C + CO) ( 2 M 1),
M représente le nombre de bits du convertisseur 120.
L'abaissement progressif de la tension de sortie du convertis-
seur 120 permet de mesurer la valeur du dépassement D précitée.
Les étapes successives de descente de la sortie 122 du convertisseur 120 sont référencées 230 sur la figure 3 Sur la figure 6, les instants de descente d'un pas de la sortie 122 du convertisseur 120 sont référencés T 9 Le séquenceur 140 arrête l'évolution du convertisseur 120 après P décréments, lorsque le comparateur OP 130 bascule à nouveau, c'est-à-dire lorsque la tension aux bornes du condensateur C repasse sous la
tension de référence V 2 Cet instant est référencé T 9 P sur la figure 6.
On a alors:
( 10) D P (E 2 El) CO / (C + CO) ( 2 M 1).
En associant les relations ( 8) et ( 10) on obtient ( 11) El + lN (E 2 El) COl / (C + CO) = E 2 + lP (E 2 El) C O l / (C + C 0) ( 2 M _ 1), soit: ( 12) C = CO lN 1 P / ( 2 M 1) Sur la figure 3, l'étape de comparaison de la tension aux bornes du condensateur C et de la tension de référence V 2 est référencée 231 La réitération de la descente de la sortie 122 du convertisseur 120 est
référencée 232 L'encadré 233 reprend les relations ( 11) et ( 12) cidessus.
La valeur du condensateur C est alors connue avec précision du fait que tous les paramètres de l'équation ( 12) sont connus N représente le nombre de cycles de mesure 210, P représente le nombre de décréments en sortie du convertisseur, et
M représente le nombre de pas du convertisseur 120.
La valeur C donnée à l'équation ( 12) et résultant du procédé précédemment décrit peut être exploitée directement Toutefois, la relation ( 12) ci-dessus est entachée également d'une erreur due à la tension
d'offset VO du comparateur OP 130.
En raison de cette tension d'offset V 0, la relation ( 8) doit en réalité s'écrire:
( 13) El + lN (E 2 El) C O l / (C + C 0) = E 2 + D + V 0.
Ce qui conduit, en combinant les relations ( 13) et ( 10) à: ( 14) El + lN (E 2 El) C O l / (C + C 0) = E 2 + lP (E 2 El) COl / (C + CO) ( 2 M 1) + V 0, soit
( 15) C = l(E 2-E 1) / (E 2-EI+V 0)l CO lN-1-P / ( 2 M-1) V O / (E 2-E 1)l.
Pour éliminer cette erreur, la Demanderesse propose de réitérer les étapes antérieures en permutant les tensions de référence El
et E 2.
Cette nouvelle phase conduit à une relation ( 16) similaire, au signe près sauf pour la tension d'offset, à la relation ( 14) précitée, soit ( 16) E 2 + lQ (El E 2) COl / (C + C 0) =
E 1 + lR (El E 2) COl / (C + CO) ( 2 M 1) + V 0.
En combinant les relations ( 14) et ( 16), on obtient alors ( 17) l(N + Q) (E 2 El) COl / (C + CO) =
2 (E 2 El) + l(P + R) (E 2 El) C O l I (C + C 0) ( 2 M 1).
La tension d'Offset V O est ainsi éliminée et de ( 17) on déduit que:
( 18) C = C O l(N + Q) / 2 1 (P + R) / 2 ( 2 M 1)l.
Cette nouvelle phase consistant à réitérer les étapes antérieures en permutant les tensions de référence El et E 2 est illustrée
par l'organigramme de la figure 4 et par le chronogramme de la figure 7.
Sur la figure 4 on a rappelé dans l'encadré 240 la relation
( 14).
Cette nouvelle phase comprend tout d'abord l'étape d'initiali-
sation 241 de fermeture de l'interrupteur SO pour relier la seconde électrode 103 du condensateur à mesurer C à la tension de référence V 2, très préférentiellement égale à la tension E 2 Le condensateur à mesurer C
est ainsi préchargé sous une seconde valeur connue.
L'interrupteur SO est ensuite ouvert à l'étape 242.
Puis le séquenceur 140 pilote des cycles d'itération 240
similaires aux cycles 210 précités.
Chaque cycle 250 comprend successivement l'étape 251 de fermeture de l'interrupteur SI, afin de recopier sur la première électrode 111 du second condensateur CO, le potentiel V 2 présent sur la seconde électrode 103 du condensateur à mesurer C; au cours de cette étape 251, le potentiel présent sur la seconde électrode 112 du condensateur de référence C O est égal à la tension E 2, l'étape 252 d'ouverture de l'interrupteur SI, l'étape 253 de fermeture de l'interrupteur 52, pour autoriser le transfert de charges entre le condensateur de référence CO et le condensateur à mesurer C, l'étape 254 consistant à commuter le potentiel E 2 présent à la sortie 122 du convertisseur numérique/analogique 120, et donc présent sur la seconde électrode 112 du condensateur de référence CO, au potentiel El, l'étape 255 consistant à comparer, à l'aide de l'amplificateur opérationnel OP 130, la tension présente sur la seconde électrode 103 du condensateur à mesurer C avec la tension de référence VI; pour cela, bien entendu, le séquenceur 140 a préalablement remplacé le potentiel V 2 antérieur par le potentiel VI sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel OP 130, tout comme il a préalablement remplacé le potentiel VI antérieur par le potentiel V 2 sur la borne 104, l'étape 256 consistant à ouvrir l'interrupteur 52, si l'étape 255 indique que le potentiel sur la seconde électrode 103 du condensateur à mesurer C reste supérieur à la tension VI, l'étape 257 consistant à commuter à nouveau la tension sur la sortie 122
du convertisseur 120 de la première tension El à la tension E 2.
Sur la figure 4, l'étape 258 symbolise l'achèvement de
l'itération 250.
A chaque itération 250, le potentiel sur le condensateur à mesurer C est réduit de: ( 19) (E 2 El) CO / (C + C 0) Par conséquent, à la fin des itérations 250, le potentiel aux bornes du condensateur C est égal à ( 20) V 2 Q (E 2 El) CO / (C + CO) relation dans laquelle Q représente le nombre d'itérations 250. Le potentiel présent alors aux bornes du condensateur Sécarte de la valeur VI d'une grandeur égale au plus au pas des variations de
tension définies par la relation ( 19).
De façon similaire aux étapes antérieures, le séquenceur 140 peut faire passer la sortie 122 du convertisseur 120 de la tension E 2 à la tension El soit après fermeture de l'interrupteur 52 comme représenté sur les figures annexées, soit avant Toutefois, il est nécessaire que le séquenceur 140 ne fasse remonter la sortie 122 du convertisseur 120 de la tension El à la tension E 2 (étape 257) qu'après ouverture de l'interrupteur
52 (étape 256).
Le séquenceur passe ensuite aux étapes 256 et 257 si, à l'étape 255, le comparateur OP 130 constate que la tension aux bornes du condensateur à mesurer C est devenue inférieure à la tension de référence VI L'étape 257 consiste à faire monter progressivement la sortie 122 du convertisseur 120 par pas égaux à ceux définis antérieurement par la
relation ( 9).
Cette étape 257 est réitérée tant que l'étape ultérieure 258 indique que la tension aux bornes du condensateurs à mesurer C n'est pas redevenue supérieure à la tension de référence CI Le nombre de
réitérations de l'étape 257, indiqué R précédemment, est comptabilisé.
Lorsque l'étape 258 indique que la tension aux bornes du condensateur à mesurer C est redevenue supérieure à la tension de référence VI, on peut écrire les relations ( 16) et ( 18) précitées, qui sont
reproduites dans l'encadré 259 de la figure 4.
Le séquenceur 140 est associé à des moyens de calcul aptes à déterminer la capacité du condensateur à mesurer C sur la base de l'une
des relations ( 6), ( 12) ou ( 18).
Bien entendu, l'utilisation de l'équation ( 18) est référée dans la mesure o elle permet d'éliminer la tension d'offset du comparateur
OP 130 et fournit par conséquent un résultat précis.
Selon la description qui précède, le condensateur C à mesurer
est préchargé et le condensateur de référence CO est utilisé pour transférer
des charges vers le condensateur C à mesurer.
On peut cependant prévoir d'inverser, dans le schéma de la figure 1, la position du condensateur à mesurer C et la position du condensateur de référence CO Dans ce cas, le condensateur CO de référence est préchargé et le condensateur C à mesurer est utilisé pour transférer des charges vers le condensateur CO de référence Bien entendu, il convient alors dans les relations ( 6), ( 12) et ( 18) précitées d'inverser les
paramètres C et CO.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes
variantes conformes à son esprit.
La présente invention peut trouver application dans la mesure de tout type de condensateur Elle peut en particulier, mais non exclusivement être utilisée pour la mesure de la capacité de sondes capacitives de niveau de liquide telle que décrite par exemple dans les documents FR-A- 2234555, FR-A-2402193, FR-A-2451024, FR-A-2500169 et FR-A-2500337 ou encore dans les demandes de brevet français déposées par la demanderesse le 31 Mai 1989, sous les N O 89 07164, N O 89 07165 et
n O 89 07166.
Les sondes capacitives pour la mesure de niveau de liquide comprennent généralement plusieurs condensateurs, comme indiqué dans les documents ci-dessus Dans ce cas, un multiplexeur analogique peut être placé entre ces différents condensateurs et le dispositif de mesure conforme à la présente invention, pour permettre à un tel dispositif unique
de mesurer successivement les différents condensateurs.
Claims (23)
1 Procédé de mesure de la capacité d'un condensateur, mettant en oeuvre un condensateur de référence (CO) en plus du condensateur à mesurer (C), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes qui consistent à: a) à précharger à une valeur connue l'un premier des condensateurs (C) ayant une première électrode ( 101) reliée à la masse, b) placer un première électrode ( 111) du second condensateur (CO), au même potentiel que la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (c), c) relier la première électrode (l) du second condensateur (CO) à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), et commuter le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), entre une première valeur connue (El) et une seconde valeur connue (E 2), d) comparer le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) avec une valeur de référence (V 2), réitérer les étapes b) et c) précitées tant que le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), n'a pas franchi la valeur de référence (V 2), et
compter le nombre de réitérations (N).
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étape a) consiste à charger le premier condensateur (C) sous une tension
(VI) égale à ladite première valeur connue (El).
3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé
par le fait que la valeur de référence (V 2) est égale à ladite seconde valeur
connue (E 2).
4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par
le fait que ladite première valeur connue (El) est inférieure à ladite
seconde valeur connue (E 2).
5 Procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par
le fait que l'étape b) consiste à relier la permière électrode (III) du second condensateur (CO) à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur par
l'intermédiaire d'un amplificateur suiveur (O Pl 0) et d'un interrupteur ( 51).
6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par
le fait que l'étape c) le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) est commuté de la première valeur connue (El) à la seconde valeur connue (E 2) après que la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) ait été reliée à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur.
7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par
le fait que l'étape c) le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) est commuté de la première valeur connue (El) à la seconde valeur connue (E 2) avant que la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) ait été reliée à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur.
8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par
le fait qu'après l'étape c) le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) est ramené de la seconde valeur connue (E 2) à la première valeur connue (El) après que la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) ait été séparée de la seconde électrode ( 103) du
premier condensateur (C).
9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par
le fait qu'il comprend en outre les étapes consistant à: e) faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), par pas, de la seconde valeur connue (E 2) vers la première valeur connue (El), jusqu'à détection d'un nouveau franchissement de la valeur de référence (V 2) par le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) et compter le nombre de pas (P) mis en oeuvre.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé
par le fait que les étapes a), b), c), d) et e) précitées sont ensuite reproduites en permutant ladite première valeur connue (El) et ladite
seconde valeur connue (E 2).
Il Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé
par le fait qu'il comprend les étapes qui consistent à: a) précharger à une première valeur connue, d'un premier des condensateurs (C) ayant une première électrode ( 101) reliée à la masse, b) placer une première électrode ( 111) du second condensateur (CO) au même potentiel que la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), c) relier la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) et commuter le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) entre une première valeur connue (El) et une seconde valeur connue (E 2), d) comparer le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) avec une première valeur de référence (V 2), réitérer les étapes b) et c) précitées tant que le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) n'a pas franchi la première valeur de référence (V 2), et compter le nombre (N) de réitérations, le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) étant ramené de la seconde valeur connue (E 2) à la première valeur connue (El) après que la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) ait été séparé de la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), avant chaque réitération, e) faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), par pas, de la seconde valeur connue (E 2) vers la première valeur connue (El), jusqu'à détection d'un nouveau franchissement de la valeur de référence (V 2) par le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) et compter le nombre de pas (P) mis en oeuvre, f) précharger à une seconde valeur connue le premier condensateur (C), g) placer la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) au même potentiel que la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), h) relier la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) et commuter le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) entre la seconde valeur connue (E 2) et la première valeur connue (El), i) comparer le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) avec une seconde valeur de référence (VI), réitérer les étapes g) et h) précitées tant que le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) n'a pas franchi la seconde valeur de référence (VI) et compter le nombre (Q) de réitérations, le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) étant ramené de la première valeur connue (El) à la seconde valeur connue (E 2) après que la première électrode ( 111) du second condensateur (CO) ait été séparée de la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), j) faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (Ca), par pas, de la première valeur connue (El) vers la seconde valeur connue (E 2), jusqu'à détection d'un nouveau franchissement de la seconde valeur de référence (V 2) par le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), et compter le nombre de pas
(R) mis en oeuvre.
12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que: l'étape a) consiste à charger le premier condensateur (C) sous une tension (VI) égale à la première valeur connue (El), l'étape f) consiste à charger le premier condensateur (C) sous une tension (V 2) égale à la seconde valeur connue (E 2), la première valeur de référence est égale à la seconde valeur connue (E 2), et
la seconde valeur de référence est égale à la première valeur connue (El).
13 Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé
par le fait que le premier condensateur est le condensateur à mesurer (C).
14 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé
par le fait que la capacité du condensateur à mesurer est déterminée sur la base de la relation:
( 6)C 2 CO (N 1)
relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, et
N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c).
Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé
par le fait que la capacité du condensateur à mesurer est déterminée sur la base de la relation: ( 12) C = CO lN 1 P / ( 2 M 1)l relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c), P représente le nombre de pas mis en oeuvre à l'étape e), et ( 2 M 1) représente le nombre de pas entre la première valeur connue (El)
et la seconde valeur connue (E 2).
16 Procédé selon l'une des revendications Il ou 12,
caractérisé par le fait que la capacité du condensateur à mesurer est déterminée sur la base de la relation: ( 18) C = CO l(N + Q) / 2 1 (P + R) / 2 ( 2 M 1)l relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c), Q représente le nombre d'itérations des étapes g) et h),, P représente le nmbre de pas mis en oeuvre à l'étape e), R représente le nombre de pas mis en oeuvre à l'étape j), et ( 2 M 1) représente le nombre de pas entre la première valeur connue (El)
et la seconde valeur (E 2).
17 Dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé
conforme à l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'il
comprend: des moyens ( 50) de précharge aptes à précharger à une valeur connue, un premier condensateur (C) ayant une première électrode ( 101) reliée à la masse, des moyens aptes (OPIIO, SI) de recopie de potentiel, aptes à placer une première électrode ( 111) d'un second condensateur (CO), au même potentiel que la seconde électrode ( 103), du premier condensateur (C) des moyens ( 52) de transfert aptes à relier la première électrode ( 111) du second condensateur (C 0) à la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C), des moyens ( 120) de changement de potentiel, aptes à commuter le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), entre une première valeur connue (El) et une seconde valeur connue (E 2), des moyens comparateurs (OP 130), aptes à comparer le potentiel sur la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) avec une valeur de référence (V 2), des moyens séquenceurs ( 140) sensibles à la sortie des moyens comparateurs (OP 130) et conçus pour piloter les moyens de recopie de potentiel (OP 110, SI), les moyens de transfert ( 52), et les moyens de changement de potentiel ( 120), et à compter le nombre (N, P, Q, R) de
mises en oeuvre de ceux-ci.
18 Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que les moyens de changement de potentiel ( 120) sont conçus pour sélectivement faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), par pas, de la seconde valeur (E 2) connue vers la
première valeur connue (El).
19 Dispositif selon l'une des revendications 17 et 18,
caractérisé par le fait que les moyens de changement de potentiel ( 120) sont conçus en outre pour sélectivement commuter le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO) entre la seconde valeur connue (E 2) et la première valeur connue (El), puis pour faire évoluer le potentiel sur la seconde électrode ( 112) du second condensateur (CO), par pas, de la première valeur connue (El) vers la seconde valeur
connue (E 2).
Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19,
caractérisé par le fait que les moyens ( 50) de précharge comprennent un
interrupteur.
21 Dispositif selon la revendication 20, caractérisé par le fait que l'interrupteur de précharge ( 50) est conçu pour relier la seconde électrode ( 103) du premier condensateur (C) soit à un potentiel égal à la première valeur connue (El), soit à un potentiel égal à la seconde valeur
connue (E 2).
22 Dispositif selon l'une des revendications 17 à 21,
caractérisé par le fait que les moyens de recopie de potentiel comprennent
un amplificateur opérationnel suiveur (OPIIO) et un interrupteur (SI).
23 Dispositif selon l'une des revendications 17 à 22,
caractérisé par le fait que les moyens de transfert comprennent un
interrupteur ( 52).
24 Dispositif selon l'une des revendications 17 à 23,
caractérisé par le fait que les moyens de changement de potentiel ( 120) comprennent un convertisseur numérique/analogique piloté par les moyens
séquenceurs ( 140).
Dispositif selon l'une des revendications 17 à 24,
caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à déterminer la capacité du condensateur à mesurer (C) sur la base de la relation
( 6) C CO (N 1)
relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, et
N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c).
26 Dispositif selon l'une des revendications 17 à 24,
caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à déterminer la capacité du condensateur à mesurer (C) sur la base de la relation ( 12) C = C O lN 1 P / ( 2 M 1)l relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c), P représente le nombre de pas mis en oeuvre à l'étape e), et ( 2 M 1) représente le nombre de pas entre la première valeur connue (El)
et la seconde valeur connue (E 2).
27 Dispositif selon l'une des revendications 17 à 24,
caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à mesurer la capacité du condensateur à mesurer sur la base de la relation ( 18) C = CO l(N + Q) / 2 1 (P + R) / 2 ( 2 M 1)l relation dans laquelle CO représente la capacité du condensateur de référence, N représente le nombre d'itérations des étapes b) et c), Q représente le nombre d'itérations des étapes g) et h),, P représente le nmbre de pas mis en oeuvre à l'étape e), R représente le nombre de pas mis en oeuvre à l'étape j), et ( 2 M 1) représente le nombre de pas entre la première valeur connue (El)
et la seconde valeur (E 2).
28 Dispositif selon la revendication 24 prise en combinaison
avec l'une des revendications 26 et 27, caractérisé par le fait que M
représente le nombre de bits du convertisseur numérique/analogique ( 120).
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